ÍNDICE I.
INTRODUCCIÓN
II .
OBJETIVOS
2
3
2.1. OBJETIVO GENERAL
3
2.2. 2.2. OBJET BJETIV IVO O ESP ESPEC ECÍF ÍFIC ICO O
3
III .
CUERPO DEL INFORME
3.1.
PAVIMENTOS
4
DEFINICIÓN
4
3.1.1.
4
3.1. 3.1.2. 2. CARA CARACT CTER ERÍS ÍSTI TICA CAS S QUE QUE DEBE DEBE REUN REUNIR IR EL PAVIME VIMENT NTO O 3.2. DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO PAVIMENTO FLEXIBLE:P!" #$% &'&()" $* +,-)&*/! 0&)'& 3.2. 3.2.1. 1. M5TO M5TODO DO DE DISE DISEÑO ÑO 6 INST INSTIT ITUT UTO O DEL DEL ASF ASFALTO ALTO A.
C")/&")!7 8& 8)7&9!
B.
P&";! P&";!8! 8! 8& 8)7& 8)7&9! 9! < /,7 /,7, , 8& 8& ="& ="&=) =)) )&* &*/! /! ,*$, ,*$,'' >
C.
?"&, 8& =!*/,=/! < +"&7)@* 8& *&$/)=!
D.
E7/),=)@* 8& 8&' /" /"*7)/! -& -&)=$',"
E.
E-, E-,'$,=)@* 8& 8& '! '!7 ,/&"),'&7 11
F.
R&7/")==)!*&7 8& /)&+!
G.
P"!+)&8,8&7 8& '!7 ,/&"),'&7
.
F,=/!"&7 ,)&*/,'&7
3.3. EJERCICIOS IV.
1
CONCLUSIONES V.
RECOMENDACIONES
VI.
BIBLIOGRAFÍA
1
11
12 13
1
4
I.
INTRODUCCIÓN:
II.
OBJETIVOS
III.
CUERPO DEL INFORME: III.1. PAVIMENTOS: III.1.1. DEFINICIÓN: Se conoce como pavimento a la estructura constituida por un conjunto de capas superpuestas relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados.
Tales estructuras se apoyan sobre la subrasante de una vía obtenida por el movimiento de tierras y han de resistir los esfuerzos que las cargas repetidas del trnsito le transmiten durante el periodo para el cual fue diseñada. !os factores econ"micos de costo, vida #til, condiciones aceptables de servicio que ameriten compostura o reconstrucci"n constituyen un complejo trasfondo en todo el panorama de decisi"n conectado con el proyecto y la construcci"n de los pavimentos. Todos los criterios y variantes posibles han de e$aminarse a %n de cuentas dentro de un conte$to econ"mico. III.1.2. CARACTERÍSTICAS QUE DEBE REUNIR EL PAVIMENTO: &n pavimento para cumplir sus funciones debe reunir los siguientes requisitos' (frecer resistencia ante la acci"n de cargas impuestas por el trnsito. Ser resistente ante los agentes de intemperismo. )resentar una te$tura super%cial aceptable a las velocidades previstas del trnsito. )resentar una resistencia al desgaste abrasivo de las llantas. *ebe presentar regularidad super%cial tanto transversal como longitudinalmente tal que permita la comodidad a los usuarios. )resentar comportamiento aceptable respecto al drenaje. *ebe poseer el color adecuado para evitar re+ejos y deslumbramientos a %n de salvaguardar al usuario. l ruido generado por la fricci"n entre las llantas contra el pavimento debe ser tal que no perturbe el sentido auditivo del usuario. •
• •
•
•
• •
•
III.2. DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO FLEXIBLE: P!" #$% &'&()" $* +,-)&*/! 0&)'&
)ara la elecci"n del tipo de pavimento a utilizar, se debe tener en cuenta que no siempre el pavimento de menor costo inicial es el ms conveniente- es necesario justi%car los bene%cios que éste pueda tener a través de su vida #til. l tipo de pavimento elegido es el +e$ible, debido a que re#ne las mejores condiciones para el medio donde se encuentra y desarrollar. llo se justi%ca de acuerdo a los siguientes criterios' l pavimento +e$ible es ms econ"mico que un pavimento )"rtland. !as posibles reparaciones son fciles ya que se limitan al rea afectada. l tiempo necesario para la construcci"n y apertura de vías con pavimentos +e$ibles es menor que en pavimentos rígidos. o necesita juntas de construcci"n. •
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•
•
III.2.1. M5TODO DE DISEÑO 6 INSTITUTO DEL ASFALTO:
ste método est basado en el establecimiento de un límite de de+e$i"n a la estructura del pavimento, el cual es funci"n del n#mero e intensidad de aplicaciones de carga. l primer paso para la aplicaci"n del método del /nstituto orteamericano del 0sfalto consiste en determinar el n#mero de trnsito para el periodo de diseño. )or otro lado, el método permite el empleo de concreto asfltico o emulsiones asflticas en la totalidad o en parte de la estructura del pavimento, e incluye varias combinaciones de capa de rodadura y bases de concreto asfltico- de capa de rodadura y bases con emulsiones asflticas, así como capas de rodadura asfltica con base y subase granulares. También considera al pavimento como un sistema elstico de varias capas y para su anlisis emplea conceptos te"ricos, e$perimentales y corridas de programa de c"mputo, sin embargo con el objeto de simpli%car el método, el /nstituto de 0sfalto propone una serie de bacos que permiten la aplicaci"n del método en forma rpida y sencilla.
A. C")/&")!7 8& 8)7&9!:
1ediante esta metodología, se asume que las cargas en la super%cie del pavimento producen 2 deformaciones que son consideradas críticas para el diseño. stas deformaciones unitarias son' •
•
Si
!a deformaci"n horizontal de tensi"n 3t en el fondo de la capa asfltica ms profunda, ya sea que se trate de concreto asfltico o de una capa tratada con asfalto emulsi%cado. !a deformaci"n vertical de compresi"n 3c, en la parte superior de la capa de subrasante.
3t
es e$cesiva, se producirn %suras en la capa
asfltica mientras que si 3c es e$cesiva, se producirn deformaciones permanentes en la super%cie del pavimento.
*ebido a la heterogeneidad de vehículos e$istentes, se debe primero analizar cada eje del vehículo a %n de encontrar la incidencia de carga que cada uno produce 4factor de equivalencia de carga5. 6omo ejemplo para la realidad nacional, un vehículo liviano con ejes simples se conforma de la siguiente manera' el eje delantero con una carga bruta de 2777lb- el
eje trasero con 8777 lb 4Seg#n 10)5. Su conversi"n a ejes simples es de 7.7779: y 7.7727; respectivamente. stos valores son altos para un vehículo ligero promedio. Sin embargo, se toma el caso ms desfavorable debido a que ellos se encuentran conformados por autos, camionetas y furgonetas. 6ada eje puede llevar en sus e$tremos un neumtico, en cuyo caso se designa como neumtico simple, o dos neumticos, en cuyo caso se designa como neumticos gemelos o duales. !os tipos de ejes legalmente reconocidos son' • •
•
je simple' un #nico eje. je tndem' grupo de dos ejes sucesivos cuya distancia entre centros es menor a 2 metros. je tridem' grupo de tres ejes sucesivos cuya distancia entre centros es menor a 2 metros.
C,"")' 8&' 8)7&9!:
)ara calles y carreteras de 2 carriles, el carril de diseño puede ser cualquiera de los carriles de la vía, mientras que para calles y carreteras de carriles m#ltiples, generalmente es el carril e$terno. ntonces para el clculo del porcentaje de camiones en el +ujo vehicular sobre el carril de diseño, el actual método recomienda los siguientes valores'
Tabla 01. Porcentaje de camiones en el carril de diseño.
0 continuaci"n se visualiza la tabla 72, para la conversi"n de cualquier carga y
neumticos en un n#mero total de pasadas del eje estndar'
Tabla 02. Factores de equivalencia de carga para diferentes conguraciones de ejes y cargas.
B. P&";!8! 8& 8)7&9! < /,7, 8& ="&=))&*/! ,*$,':
n la Tabla 7=, se presenta la relaci"n entre la tasa de crecimiento anual. 0fectando el índice medio diario anual por la tasa de crecimiento se estima el crecimiento del volumen vehicular proyectado para los años que se diseñ" el pavimento.
Tabla 0. Tasa de crecimiento anual
!a tasa de crecimiento para diferentes tipos de vehículos puede ser estimada variando el crecimiento normal entre = y >? por año. o obstante, carreteras nuevas o nuevos desarrollos pueden generar incrementos de mayor magnitud, los cuales pueden alcanzar valores de hasta 97?.
C. ?"&, 8& =!*/,=/! < +"&7)@* 8& *&$/)=!: s sabido que la carga puede causar mas daño si la presi"n del neumtico es alta 4por la menor rea de contacto5. Tener en cuenta pues, que la presi"n del neumtico no siempre es igual a la presi"n de contacto. n la versi"n actual, el método incorpora factores de ajuste de los ejes equivalentes de diseño, para diferentes presiones de contacto de las llantas sobre el pavimento, en funci"n de su presi"n de in+ado y de los espesores de la carpeta asfltica, donde contempla desde cuatro hasta diez pulgadas de espesor. @er Aigura 79
Figura 01. Factor de ajuste de los ejes equivalentes por presi!n de llantas.
D. E7/),=)@* 8&' /"*7)/! -&)=$',"
)ara obtener el índice medio diario o tr%co diario promedio, es necesario contar con una estaci"n de control, la cual recoja los diferentes datos del volumen vehicular a %n de agruparlos por categorías seg#n las normas propuestas para cada país. Ba teniendo esa informaci"n se afecta cada grupo vehicular por un factor de equivalencia de carga. l n#mero de repeticiones para producir igual daño se basa en factores de equivalencia entre la carga real 4volumen vehicular5 y la carga estndar 4eje simple 9:,777lb5.
S0! C 6arga por eje simple equivalente a :7D. /1* C Endice medio diario de cada grupo vehicular. Ai C Aactor de equivalencia de carga de cada grupo vehicular. r4?5 CTasa de crecimiento anual en porcentaje. n C )eríodo de diseño en años. E. E-,'$,=)@* 8& '!7 ,/&"),'&7: )ara el diseño de los espesores de una secci"n estructural del pavimento +e$ible, el método actual del /nstituto del 0sfalto, considera como parmetro fundamental, dentro de la evaluaci"n de los materiales, la obtenci"n del 1"dulo
de Fesilencia 41r5 de la subrasante. Sin embargo, reconocen que no todos los organismos tienen el equipo adecuado para llevar a cabo tal prueba, por lo que han establecido factores de correlaci"n entre 1r y la prueba estndar de @alor Felativo de Soporte 6GF .Señalan que los resultados son bastante apro$imados- sin embargo, para un diseño preciso, se recomienda llevar a cabo la prueba del 1"dulo de Fesiliencia para la subrasante. Aactores recomendados de correlaci"n' M" 1CBR
)ara 6GFH97?. 400SIT(5 J (rigen IeuKelom L Dlomp 49;M25. M" 3CBR.
)araN.2?H6GFH27?O(rigen Sudfrica. M" 432 L*CBR 241
)ara suelos granulares. M" 2CBR.4
0mplia gama de valores J (rigen 00SIT( 2778 *esign Puide. !as ecuaciones anteriores estn e$presadas en unidades 4psi5. F. R&7/")==)!*&7 8& /)&+!:
&n pavimento debe ser diseñado para soportar los efectos acumulados del trnsito para cualquier período de tiempo. l período seleccionado que dura el pavimento antes que requiera rehabilitaci"n, se de%ne como Q)eríodo de *iseñoR. 0l término de éste, se espera que el pavimento requiera alguna rehabilitaci"n mayor, como puede ser una sobrecarpeta de refuerzo para restaurar su condici"n original. !uego de la primera intervenci"n la vida #til del pavimento, o Q)eríodo de 0nlisisR, puede ser e$tendida inde%nidamente, a través de mejoramientos sucesivos de rehabilitaci"n, hasta que el pavimento sea obsoleto por
cambios signi%cativos en geométrico y otros factores.
pendientes,
alineamiento
n funci"n del trnsito esperado sobre el pavimento en estudio, el método del /nstituto del 0sfalto recomienda los siguientes valores percentiles para calcular el 1"dulo de Fesiliencia de diseño de la capa subrasante.
Tabla 0". #alor percentil para el diseño de subrasante.
6on las muestras de material obtenidas en el campo y con los resultados obtenidos en el laboratorio para determinar sus 1"dulos de Fesiliencia, se deber calcular el 1r de diseño de la capa subrasante, con los percentiles sugeridos en la tabla anterior. )ara los requerimientos de compactaci"n en las capas de base y subbase, el actual método proporciona las siguientes recomendaciones' 6apas de base y subbase formadas con materiales granulares sin tratamiento, esto es, no estabilizadas, debern compactarse con un contenido de humedad "ptimo ms menos 9.> puntos en porcentaje, para alcanzar una densidad mínima del 977? de la densidad m$ima de laboratorio. 0sí mismo, recomienda los siguientes valores para las diferentes pruebas a realizarse con materiales de bases y subbases. @er tabla 7>'
Tabla 0$. %iferentes pruebas& con materiales de base y subbase.
G. P"!+)&8,8&7 8& '!7 ,/&"),'&7:
!as bases estabilizadas con emulsiones asflticas corresponden a tres tipos de mezcla, seg#n la clase de agregados utilizados, se tiene' •
•
•
Tipo /' 1ezcla elaborada con agregados procesados de gradaci"n densa. Tipo //' 1ezcla elaborada con agregados semiO procesados. Tipo ///' 1ezcla elaborada con arenas o arenas limosas.
n cuanto a requerimientos de espesores mínimos, en funci"n del nivel de trnsito en ejes equivalentes, el método recomienda los siguientes valores'
a. )ara super%cies de concreto asfltico construidas sobre bases estabilizadas con emulsi"n asfltica'
Tabla 0'. (spesor m)nimo de para supercies de concreto asf*ltico.
)odr usarse concreto asfltico o mezclas asflticas emulsi%cadas Tipo / con un tratamiento super%cial, sobre bases asflticas tipo // o ///.
b. )ara super%cies de concreto asfltico construido sobre bases granulares sin estabilizar'
Tabla 0+. (spesores de concreto asf*ltico sobre bases granulares.
)ara pavimentos con espesor pleno de concreto asfltico o con base estabilizada con emulsi"n asfltica, se requiere un espesor mínimo de 97cm. l método ms reciente del /nstituto del 0sfalto, proporciona para el diseño %nal de los espesores, 9: cartas de diseño en sistema métrico y 9: en sistema inglés.
. F,=/!"&7 ,)&*/,'&7:
s importante hacer notar que el método contempla factores de medio ambiente y varios tipos o clases de asfalto seg#n las necesidades particulares del diseño. 0 continuaci"n ver la tabla.
Tabla 0,. -rados de asfalto de acuerdo el tipo de clima
III.3.
EJERCICIOS:
IV.
CONCLUSIONES
V.
RECOMENDACIONES
VI. REFERENCIAS BIBLIOGR?FICAS
9. )0@/1T(S. *isponible en' http'<
.pdf
